最新研究揭示，宇宙初期星系大小就已由“出生地”决定

现今宇宙中的星系并非均匀分布，而是聚集成群，甚至形成包含数百至数千个星系的巨大星系团。不过，这些庞大结构并非一开始就存在，而是由早期宇宙中密度稍高的区域在重力作用下逐渐成长而来，这些尚未成熟的结构被称为“原星系团”。

天文学家一直想知道，星系的成长究竟主要取决于自身条件，还是会受到周遭环境影响。这有点像人类成长一样，除了天生条件之外，家庭、学校与居住环境也会影响一个人的发展。最新研究显示，在宇宙诞生仅约12亿年时，这种“环境效应”就已经开始发挥作用。

由日本国立天文台（NAOJ）所领导的研究团队，利用昴望远镜（SubaruTelescope）与詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的观测，在距今约126亿年前的宇宙中找到一个大型原星系团。研究人员借由追踪年轻星系发出的特殊光讯号，绘制出早期宇宙的大尺度结构，并发现一个由四个星系聚集区相互连结而成的巨大系统。研究团队将其命名为“Loktak原星系团”（LoktakProtocluster），名称来自印度曼尼普尔邦的洛克塔克湖（LoktakLake），因其结构类似湖面上彼此相连的漂浮岛屿。

这张影像结合了哈勃太空望远镜的可见光观测与韦伯太空望远镜的红外线观测资料。白色点标示由昴望远镜辨识出的星系位置，橘色阴影则代表星系高度集中的区域。不同颜色的等高线显示当时星系数量密度相对于宇宙平均值的倍数，分别为2倍（粉红色）、5倍（绿色）、8倍（蓝色）及10倍（黑色）。白色虚线圈出Loktak原星系团的整体范围。红色与蓝色方框中的放大图，分别展示高密度环境与一般环境中的星系范例。（Source：SubaruTelescope）

研究团队接著比较原星系团中的星系与同时期一般环境中的星系。结果显示，若观察追踪恒星形成活动的紫外光，两者大小几乎没有差异；但若观察能反映整体恒星分布的可见光波段，原星系团中的星系平均却大了约1.4倍。这意味著虽然星系中心的恒星形成活动相似，但位于高密度环境中的星系，似乎更早、更快速地建立起外围的恒星结构，就像在较有利的环境中获得更多成长资源一般，使整体星系成长得更大。

这项结果显示，星系的演化不仅受到自身质量与内部条件影响，也与它所处的环境密切相关，而且这种影响早在星系团真正形成之前就已经出现。换句话说，星系的未来不只取决于它诞生时的条件，也取决于它“住在哪里”。即使在宇宙年龄还不到现在十分之一的时候，不同环境中的星系就已经走上不同的演化道路。未来研究团队将进一步确认，这种环境效应究竟是早期宇宙中的普遍现象，还是仅出现在少数特殊区域。